• 제목/요약/키워드: 유동 시뮬레이션

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공기주입기로 구동되는 랩온어칩 내의 유동 해석과 미세 유로 설계 (Flow Analysis and Design of a Microchannel in a Lab-on-a-chip actuated with an Air Bladder)

  • 강태호;박신욱;양상식
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1546-1547
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    • 2007
  • 휴대용 면역진단 시스템을 구현하기 위하여 설계된 공기주입기로 구동되는 랩온어칩 내의 유체 유동을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 해석하고, 문제점을 보완할 수 있는 구조로 랩온어칩을 재설계하였다. 공기주입기에서 흘러나오는 공기를 이용해 완충액 저장고 내에 있는 완충액을 토출시킬 때 다량의 기포가 발생함을 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있었다. 완충액 저장고의 내부에 계단형 구조를 삽입함으로서 완충액 이송 시 형성되는 기포를 상당히 억제할 수 있었다. 또한 계단형 구조는 유선을 역행 방지판 쪽으로 분산시켜 역행 방지판의 효율을 높일 것이다.

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해저 석유생산시스템에서 유동안정성 확보를 위한 왁스집적 영향요소 분석 연구 (Analysis of Influential Factors on Wax Deposition for Flow Assurance in Subsea Oil Production System)

  • 정선영;강판상;임종세
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권6호
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    • pp.662-669
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    • 2015
  • 해저 석유생산시스템에서 빈번히 발생하는 왁스집적 문제는 안정적인 석유 생산을 방해하고 높은 비용을 발생시키므로 왁스집적 제어에 대한 관심이 증가하고 있다. 왁스집적 제어를 통한 석유의 유동안정성 확보를 위해서는 왁스집적거동을 신뢰성 있게 예측해야 한다. 이 연구에서는 왁스집적 거동에 큰 영향을 미치는 분자확산, 전단응력효과, 왁스경화 메커니즘을 시뮬레이션 기술에 적용하여 불확실도가 높은 변수인 전단응력계수, 왁스고형물의 공극률, 왁스 열전도도, 분자확산계수와 물과 가스 양이 왁스집적 거동에 미치는 영향에 대한 분석을 단상과 다상 유동 시 층류 유동 조건에서 수행하였다. 그 결과 왁스고형물의 공극률과 분자확산계수가 높아질수록, 전단응력계수가 낮아질수록 왁스집적 두께가 두꺼워지는 것을 확인할 수 있었고 석유의 온도가 왁스집적 위치에 주요하게 영향을 미치는 것으로 판단된다. 물의 양에 따른 왁스집적 시뮬레이션 결과 기존 연구에서 다소 다른 결과들이 존재하나 이 연구 조건에서는 물의 양 40%까지 왁스집적량이 증가하다 감소하는 것을 확인하였고 가스 양이 많아질수록 유체의 액상 내 가벼운 탄화수소 농도 감소로 인해 왁스집적량이 증가하는 것을 파악하였다. 이 연구결과는 향후 현장 또는 현장을 모사한 실험시스템에서의 결과와 시뮬레이션 결과를 매칭하여 해저 유동관에서 왁스집적 거동을 예측하는데 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

시뮬레이션을 활용한 유동층보일러 수냉벽튜브 검사용 원격장 와전류 탐상 센서 설계 (Design of Remote Field Eddy Current Sensor for Water-Wall Tube Inspection using Simulation)

  • 길두송;권찬울;조용상;김학준
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제5권1호
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    • pp.33-38
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    • 2019
  • 화력발전은 국내 발전량 중 가장 높은 비율을 차지하고 있으며, 그 중 석탄보일러 발전이 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 석탄보일러는 석탄 연소 중 유해 물질 및 미세먼지가 발생하여 대기오염에 심각한 영향을 미친다. 이에 친 환경 석탄보일러로 유동층보일러가 도입 되었으며, 이는 유동매체를 활용하여 기존의 석탄보일러보다 약 1/10정도 적은 오염물질을 배출한다. 수냉벽튜브는 이 유동층보일러에서 중요한 역할을 하는 구조물로, 유동층보일러의 특성상 기존의 보일러보다 외벽손상이 심하다. 하지만 아직까지 이에 대한 정량적인 유지보수 기법이 없다. 원격장 와전류 탐상은 튜브형태의 내, 외벽 검사에 많이 사용되는 비파괴평가 기법으로, 비접촉이며 빠른 검사가 장점이다. 하지만 원격장 와전류 탐상은 본래 배관 내부에서 진행하는 검사이며, 수냉벽튜브는 특성상 내부 진입이 불가능하다. 이에 본 연구에서는 시뮬레이션을 활용해 유동층보일러 수냉벽튜브에 적합한 외부 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 설계를 진행하고, 시뮬레이션을 수행하였으며, 기존 원격장 와전류 탐상과 유사한 신호를 얻음으로써 추후 실제 제작 될 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 기준을 제시하였다.

GPU를 이용한 높이맵 기반 카툰 액체 시뮬레이션 (The Heightfield Based Cartoon Liquid Simulation Using GPU)

  • 송기원;류승택
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2009년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.152-156
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    • 2009
  • 본 연구는 액체의 유동과 광학적 특징에 대해 알아보고 높이 맵 기반 액체 시뮬레이션을 GPU를 이용하여 만화적으로 표현하는 것을 목표로 하고 있다. 현재까지 컴퓨터 그래픽스에서 기체와 액체 에 대한 NPR적 표현 연구는 많이 진행되었다. 본 연구에서 유체의 유동을 비 물리학적 방법인 간단한 알고리즘을 사용하여 표현하였고, 액체의 광학적 표현에서 반사와 굴절 값의 비는 프레넬 방정식을 이용하여 구했다. 액체의 만화적인 표현은 기존의 방법과 달리 환경맵 상의 반사와 굴절 값을 분할했다. 외곽선 검출은 액체의 점프 에지(jump edge)만을 표현하였다. 그 결과, 액체 시뮬레이션을 만화적으로 표현 할 수 있었다.

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SMAC법을 이용한 물기등 붕괴의 가시화 (Visualization of the Water Column Collapse by using SMAC Method)

  • 김남형;김남국
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.605-615
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    • 2001
  • 수치시뮬레이션 기법 중 하나인 SMAC법은 시간의 변화에 따른 유동의 현상을 해석하기 위해 MAC법을 수정 한 기법이다. 비압축 점성 흐름을 풀기 위해 Navier-Stokes 방정식을 사용하였으며, 유동을 가시화하기 위해 마커입자가 사용되었다. 본 연구에서는 SMAC법을 사용한 2차원 물기등 붕괴현상의 수치시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과는 Martin과 Moyce의 실험 결과 및 MPS법의 계산결과와 비교하였고, 좋은 결과가 얻어졌다. 또한, 이 수치시뮬이션은 댐 붕괴와 같은 수공구조물의 붕괴현상에 적용할 수 있겠다.

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난류모형을 적용한 장애물이 있는 파이프내의 유동장 수치시뮬레이션 (Numerical Simulation of Pipe Flow with an Obstacle by applying Turbulent Models)

  • 곽승현
    • 한국항해항만학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.523-528
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    • 2005
  • 장애물이 있는 배관속의 점성유동을 다양한 난류모형을 적용하여 해석하였다. 적용한 난류모형은 k-$\epsilon$, k-$\omega$, Spalart-Allmaras, Reynolds stress 이고, 배관내의 격자는 구조격자(structured grid) 이다. 속도벡터, 압력분포 반복계산(iteration)에 의한 잔류치(residual), 양정(dynamic head) 등을 모사하였다. 4개의 난류모형을 배관유동에 적용하였고 상용 프로그램을 사용하여 해석을 수행하였다.

미디어 유동 시뮬레이션을 이용한 입자유동가공의 해석에 관한 연구 (A Study on the Analysis of Abrasive Flow Machining Using the Simulation of media Flow)

  • 김지웅
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 1996년도 추계학술대회 논문
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    • pp.138-143
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    • 1996
  • The 3-dimensional complex parts which construct automobile and aerospace parts are very difficult to polish by traditional polishing method. Abrasive flow machining is useful to polish an internal or external surface of the 3-dimensional shape part. In this paper media flow between workpiece and tooling part has been simulated and the charateristics of abrasive flow machining process have been analyzed according to various machining conditions by calculating the material removal and surface roughness.

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